Trong hệ thống thủy lực, bơm thủy lực bánh răng là chi tiết quan trọng góp phần chính trong hoạt động truyền lực, dẫn chất lỏng đến những vị trí cơ cấu chấp hành. Vậy bơm thủy lực bánh răng là gì? Cấu tạo, nguyên lý và cách chọn bơm thủy lực bánh răng như thế nào? Hãy cũng hangchavn tìm hiểu qua bài viết sau đây nha!
Nội dung bài viết
1. Tổng quan bơm thủy lực bánh răng
1.1. Bơm thủy lực bánh răng là gì?
Bơm thủy lực bánh răng là một loại bơm thể tích nhờ vào chuyển động quay liên tục. Điều này có nghĩa là nó tạo ra một lượng không đổi những chuyển đổi từ năng lượng cơ học thành năng lượng thủ động lực tạo ra lực hút chân không với sự giúp đỡ của các bánh răng ăn khớp. Không gian bên trái giữa bánh răng ăn khớp hút chất lỏng (Có hệ số nhớt cao) nên làm chất lỏng này di chuyển đi dọc theo phía vỏ bơm và sau đó đi ra ngoài.
Bơm thủy lực bánh răng còn có tên gọi khác là bơm nhông, bơm rất phù hợp cho những loại chất lỏng có tính sệt (hay nói cách khác là có hệ số nhớt lớn) như dầu và nó không cần phải bơm mồi như một số loại bơm khác; nó không hòa trộn hay nhũ hóa chất lỏng, rất hiệu quả và có áp lực lớn và có khả năng chịu được các hạt nhỏ li ti.
1.2. Cấu tạo bơm thủy lực bánh răng
- Cặp bánh răng trong cấu tạo của bơm thủy lực bánh răng bao gồm 1 bánh răng chủ động và 1 bánh răng bị động, 2 bánh răng này sẽ quay quanh 2 trục bơm riêng biệt nằm song song với nhau, hai bánh răng kích thước bằng nhau và hai trục bơm kích thước bằng nhau. Khi hoạt động hai bánh răng quay cùng vận tốc và ngược chiều nhau.
- Trục xoay của bơm bánh răng thủy lực có 2 trục bơm kích thước bằng nhau nằm song song và quay ngược chiều khi hoạt động.
- Vỏ bơm trong cấu tạo của bơm thủy lực bánh răng với vật liệu cao cấp bền bỉ nên có khả năng chịu được áp lực cao, chịu ăn mòn tốt, phù hợp với đặc tính của chất lỏng.
- Cổng hút cổng xả máy bơm thủy lực bánh răng được thiết kế và chế tạo nằm gần vị trí ăn khớp và tách khớp của cặp bánh răng.
- Van an toàn sử dụng cho máy bơm thủy lực bánh răng giúp bảo vệ an toàn cho máy bơm khỏi các sự cố trong quá trình sử dụng
- Phớt bơm với chức năng làm kín bơm, chi tiết này sẽ kết hợp với gioăng làm kín giúp máy bơm kín hoàn toàn khi hoạt động
1.3. Phân loại bơm thủy lực bánh răng
a) Theo hãng sản xuất
- Bơm nhông Yuken.
- Bơm nhông HDX.
- Bơm nhông Rexroth.
- Bơm nhông Nachi, Hydroluc, Hydomax, Besko…
b) Theo áp suất
- Bơm bánh răng áp suất cao
- Bơm bánh răng áp suất thấp và trung bình
c) Theo công suất bơm
- Bơm nhông công suất cao
- Bơm nhông công suất thấp
2. Nguyên lý hoạt động và ứng dụng của bơm thủy lực bánh răng
2.1. Nguyên lý hoạt động của bơm thủy lực bánh răng
Khi 2 bánh răng quay chuyển động bên trong một vỏ kín, tạo ra môi trường chân không. Lực quay này của bánh răng dẫn đến áp suất bên trong thường sẽ thấp hơn so với phần áp suất bên ngoài và chất lỏng sẽ được bơm vào bên trong bơm thông qua lực hút. Chất lỏng được hút vào ở áp suất khí quyển, dần dần dòng chất lỏng sẽ được ra ngoài ở đầu ra.
Bơm thủy lực bánh răng có khả năng hoạt động tốt mà không cần phải mồi nhưng nếu được mồi thì công suất đạt được sẽ tốt hơn rất nhiều. Trên các con tàu, loại bơm này chuyên được sử dụng để bơm dầu nhiên liệu, dầu bôi trơn và dầu cho các nồi hơi.
Trong điều kiện an toàn, van an toàn sẽ được lắp đặt trong loại bơm xoay để tránh những trường hợp làm hư hỏng bơm hoặc đường ống. Van an toàn khi được kích hoạt sẽ giảm thiểu áp suất dư khi có sự cố hoặc xử lý cho những trường hợp khẩn cấp, giúp bảo vệ các thiết bị trong hệ thống và môi trường xung quanh.
2.2. Ứng dụng của bơm thủy lực bánh răng
Máy bơm thủy lực bánh răng có nhiều ứng dụng, ngoài ứng dụng trong hệ thống thủy lực nó còn có ứng dụng trong ngành công nghiệp khác.
Ứng dụng chủ đạo của bơm thủy lực bao gồm các ứng dụng trong hệ thống nâng hạ, thang máy, trong bơm phun, cần áp lực cao. Ứng dụng ngoài ra của bơm bánh răng ăn khớp ngoài còn là ứng dụng bơm chất lỏng đặc, nhớt, khó bơm, dễ kết dính:
- Ứng dụng trong hệ thống thủy lực áp suất thấp
- Ứng dụng trong hệ thống thủy lực áp suất cao ứng dụng làm máy bơm sơ cấp
- Ứng dụng trong các thiết bị nâng hạ
- Ứng dụng trong thang máy
- Ứng dụng trong các nhà máy ép mía đường, ép hoa quả,..
- Ứng dụng trong cấu tạo máy bẻ đai sắt
Cụ thể là:
- Bơm bánh răng có thể hút và đẩy axit béo, mem, các chất kết dính, nhựa… nên được dùng trong ngành công nghiệp hóa chất, các nhà máy cao su, sản xuất xà phòng.
- Với cấu tạo bơm bánh răng đơn giản, bơm có thể dùng cho hầu hết các loại dầu, nhớt thủy lực thông dụng như: Dầu DO, rỉ mật, dầu diezen, dầu nhớt, dầu FO, dầu bôi trơn, dầu nhớt, dầu nhiên liệu, nhựa đường,
- Bơm nhông là loại bơm được ưu tiên sử dụng khi khách hàng cần bơm mỡ và các loại sáp.
- Bơm chuyên dùng cho các máy móc trong ngành sản xuất và chế biến lương thực, thực phẩm, nước giải khát: Bơm dầu ăn, bơm nước ép, bơm nước trái cây, bơm nước sốt, rượu, bơm nước tương, bơm siro.
- Với cấu tạo gồm 2 bánh răng ăn khớp nhau thì bơm có thể hút và đẩy được thủy tinh lỏng, soda và chất silicat.
- Với các lò đốt, lò hơi trong sản xuất xi măng, cơ khí chế tạo hay luyện kim thì bơm bánh răng rất cần thiết khi muốn phun dầu nhiên liệu có áp suất cao.
- Ngoài ra, trong một số hệ thống thủy lực lớn thì bơm bánh răng còn được dùng làm bơm sơ cấp.
Để có thể mang lại hiệu quả cao khi sử dụng thì khách hàng cần:
- Chọn loại van đáp ứng các yêu cầu làm việc và điều này sẽ rất tốn nhiều thời gian hơn đối với những người mới tiếp cận vì thế bạn hãy đến ngay những đơn vị, cửa hàng hay công ty uy tín để được đội ngũ kỹ sư tư vấn.
- Nên chọn mua 100% bơm chính hãng, có chất lượng và thương hiệu trên thị trường. Những bơm này không chỉ có độ bền cao mà còn có giá bán phải chăng và chế độ bảo hành đầy đủ, đổi trả dễ dàng.
3. Một số thông tin bổ sung
3.1. Ưu điểm của bơm thủy lực bánh răng
So với các dòng bơm công nghiệp thì dòng bơm thủy lực bánh răng có cấu tạo và hoạt động phức tạp hơn, tuy nhiên đây là dòng máy bơm có nhiều ưu điểm vượt trội trong quá trình sử dụng. Người dùng có thể so sánh những đặc điểm này để lựa chọn sử dụng máy bơm.
- Bơm thủy lực bánh răng có phần cấu tạo đơn giản
- Dễ lắp đặt, dễ chế tạo, dễ dàng khi di chuyển và kiểm tra lỗi bơm khi sử dụng.
- Khắc phục sự cố đơn giản
- Có giá cả chăng
- Khi hoạt động chỉ có tiếng ồn nhỏ
- Động cơ mạnh mẽ hoạt động liên tục hiệu quả
3.2. Cách chọn bơm thủy lực bánh răng
Bơm thủy lực bánh răng thường được lựa chọn theo thông số và lưu lượng riêng, có dòng áp suất lớn. Lưu lượng riêng của bơm thủy lực bánh răng là lượng chất lỏng trong 1 vòng mà bơm tạo ra. Dựa vào tốc độ quay của động cơ điện bao nhiêu vòng/ phút mà người dùng có thể tính được lưu lượng bơm trong 1 đơn vị thời gian.
Áp suất lớn nhất mà bơm có thể tạo ra được ảnh hưởng tới quá trình hoạt động của bơm. Nếu chọn bơm có áp suất thấp thì sẽ tạo ra áp suất cần thiết cho hệ thống thủy lực.
Một lưu ý quan trọng khi chọn bơm thủy lực bánh răng là không phải lúc nào cũng chọn công suất bơm lớn nhất của hệ thống, trước khi chọn người dùng cần phải quan sát đồ thị hoạt động của máy. Trong một khoảng thời gian lưu lượng lớn nhất chúng ta cần là bao nhiêu, trong một số trường hợp có thể sử dụng
3.3. Những đại lượng đặc trưng của bơm thủy lực bánh răng
Dưới đây là những đại lượng đặc trưng của bơm thủy lực bánh răng:
- Lưu lượng riêng (lưu lượng vòng): là đại lượng đặc trưng quan trọng nhất của bơm thủy lực bánh răng có kí hiệu V (cm3/vòng). Đây là giá trị thể hiện lưu lượng mà bơm thủy lực bánh răng đẩy ra được sau một vòng quay, nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến vận tốc của các cơ cấu chấp hành.
- Số vòng quay n (vg/ph): Thường bơm được thiết kế trong dải số vòng quay tối ưu để bơm đảm bảo hiệu suất, hoạt động tốt.
- Áp suất p (Bar); có các loại áp suất như: áp suất làm việc liên tục lớn nhất: áp suất làm việc tức thời lớn nhất nhất áp suất lớn nhất bơm có thể chịu được.
- Hiệu suất n (%): Tùy từng kết cấu và hãng sản xuất thì bơm thủy lực bánh răng thường sẽ có hiệu suất khác nhau.
- Thông số về độ ồn khi hoạt động của bơm thủy lực bánh răng.
3.4. Lợi ích của bơm thủy lực bánh răng
Bơm bánh răng được sử dụng trong nhiều ứng dụng, nhưng phù hợp nhất vẫn là các chất lỏng có độ nhớt cao. Lợi ích chính của bơm bánh răng bao gồm:
- Lợi ích về mặt kinh tế: Giá thành rẻ
- Số vòng quay cao
- Thân thiện với môi trường và người sử dụng
- Có khả năng đảo chiều
- Thiết kế đơn giản
- Điều khiển đầu ra
4. Một số câu hỏi thường gặp
4.1. Khe hở cạnh (răng) là gì và sử dụng nó như thế nào?
Khe hở cạnh là một khe hỡ khi 2 răng ăn khớp nhau trong quá trình hoạt động của bơm. Nó có thể thay đổi phụ thuộc vào trạng thái. Nó giúp hạn chế việc đảo chiểu quá nhanh của bơm bánh răng, cho phép bôi trơn để ngăn hiện tượng kẹt và giật. Tránh những trường hợp dãn nở do nhiệt độ tăng.
Ưu điểm khe hở giữa bánh răng:
- Giảm tiếng ồn
- Bôi trơn tốt hơn
- Tránh hư hỏng do dãn nở nhiệt
- Vận hành mượt hơn
- Không cần đến một cấu trúc bơm có độ chính xác cao
- Không cần phải mồi khi khởi động (tự mồi)
- Ít xảy ra hiện tượng xâm thực
- Làm việc đối với chất lỏng có độ nhớt cao
Nhược điểm khe hở giữa bánh răng:
- Có thể xảy ra hiện tượng xâm thực và làm mòn bơm
- Có tiếng ồn
- Không làm việc được khi chất lỏng có các hạt lớn
- Làm việc không tốt đối với nước và chất lỏng có độ nhớt thấp
4.2. Làm thế nào để chọn được bơm bánh răng thủy lực phù hợp?
Để có thể lựa chọn một loại bơm bánh răng thủy lực phù hợp thì khách hàng không thể bỏ qua những thông số liên quan như:
- Tốc độ làm việc, vòng quay: Tốc độ này phải phù hợp với đặc điểm vận hành của động cơ lai bơm
- Áp suất tối đa, áp suất tối thiểu, áp suất làm việc: Áp suất phù hợp với áp suất của hệ thống. Nếu không đủ áp hoặc áp quá cao sẽ ảnh hưởng đến các thiết bị khác.
- Lưu lượng bơm: Lưu lượng bao bao nhiêu lít trên một phút rất quan trọng. Nó phải phù hợp với tốc độ của cơ cấu chấp hành có trong hệ thống: xi lanh dầu, motor dầu
- Chất liệu bơm: Tùy vào môi trường làm việc có nhiệt độ, áp suất, độ ẩm và tính ăn mòn như thế nào mà lựa chọn chất liệu bơm: thép, hợp kim, nhôm để giảm thiểu ăn mòn, oxi hóa.
- Loại bơm bánh răng và hãng sản xuất: Chọn bơm dầu bánh răng ăn khớp ngoài hay khớp trong và các hãng sản xuất uy tín, nguồn gốc xuất xứ rõ ràng.
4.3. Bơm thủy lực bánh răng có thể dùng cho nước được không?
Theo lý thuyết thì là “có”, nó có thể sử dụng cho nước miễn là đảm bảo được nước đủ để hút đầy vào bên trong. Trên thực tế loại bơm này không thích hợp cho việc hút – bơm nước, nước không có đặc điểm bối trơn do đó sẽ dẫn đến hiện tượng ăn mòn răng. Hơn nữa, bơm bánh răng có xu hướng bị “trượt” với những loại chất lỏng có hệ số nhớt thấp nên sẽ làm ảnh hưởng đến áp suất đầu ra.
“Trượt” là một hiện tượng một phần chất lỏng bị tuần hoàn trở lại vị trí ban đầu. Hiện tượng trượt gia tăng sẽ làm giảm hiệu suất của bơm và không mang lại nhiều hiệu quả về mặt kinh tế.
Phía trên là các thông tin về bơm thủy lực bánh răng mà hangchavn đã cung cấp cho bạn, hi vọng thông tin trên sẽ hữu ích cho bạn. Nếu có nhu cầu tìm hiểu thêm về các loại phụ tùng và vật liệu xây dựng nói chung và có nhu cầu tìm hiểu thêm về xe nâng nói riêng, vui lòng truy cập vào đường dẫn dưới đây
